教師用ガイド
研修なしで各レッスンの授業ができるよう、必要なものをそろえました。45分の授業案、生徒に気づかせたいこと、想定される答え、そして印刷できるワークシートです。
あわせて学べる講座
イスラエルで生物を5単位で履修する生徒の多くは、Campus ILで公開されているテルアビブ大学の無料講座「脳：もっともすばらしい機械」 （新しいタブで開きます）も受講しています。講師はヨッシ・ヨベル教授とヤニブ・アサフ教授です。この講座はニューロン、活動電位、シナプスをくわしく教えており、ここのレッスンは、手を動かして学ぶ副教材として使えます。WiredMindは独立したプロジェクトです。この講座、大学、Campus ILのいずれとも提携関係はありません。
重要な用語
基本の用語
- ニューロン
- 神経細胞のことです。ほかの細胞から信号を受け取り、それが十分に積み重なると、自分も信号を送ります。
- 活動電位（スパイク）
- 活動中のニューロンが自分にそって送る、短い電気のパルスです。スパイクや活動電位ともいいます。レッスンでは、光が1回光るごとに1回の発火を表します。
- シナプス
- ニューロンが次のニューロンへ信号を渡すつなぎ目です。2つの細胞のあいだのシナプスが多いほど、つながりは強くなります。
- 神経伝達物質
- ニューロンが信号を伝えるために、シナプスで放出する化学物質です。次の細胞を興奮させるものと、抑制するものがあります。
- 興奮
- 次のニューロンを発火に近づける信号です。
- 抑制
- 次のニューロンの発火をおさえる信号です。ネットワークが安定して正確にはたらくために必要です。
- アセチルコリン
- ハエの脳でおもにはたらく興奮性の神経伝達物質です。レッスンでは、これを放出する細胞が、つながった先の細胞を興奮させます。
- GABA
- ハエにも人にもある、抑制性の神経伝達物質です。レッスンでは、GABAを放出する細胞が、つながった先の細胞をしずめます。
- 神経回路
- 1つの仕事をするためにつながり合ったニューロンの集まりです。たとえば、においを見分けたり、ジャンプを引き起こしたりします。
- コネクトーム
- 神経系の完全な配線図で、すべてのニューロンと、そのあいだのすべてのシナプスがのっています。レッスンは、1匹の本物のショウジョウバエのコネクトームで動いています。
- 刺激する
- 細胞の1つのグループを少しのあいだ発火させる、レッスンのボタンです。科学者が、選んだ細胞を光でオンにするのと似ています。
- オフにする
- 細胞の1つのグループを発火できなくする、レッスンのボタンです。そのグループなしで回路の残りがどうはたらくかを見られます。
レッスン1 · ハエがにおいを覚えるしくみ
- 触角
- ハエの頭にある2本の突起です。ハエは、あなたが鼻でにおいをかぐように、触角でにおいをかぎます。
- 嗅覚受容ニューロン
- 触角にある神経細胞で、においがつくと発火します。どんなにおいも、ここから始まります。
- 触角葉
- ハエの脳の中で、においが最初に届く場所です。ここで嗅覚受容ニューロンが投射ニューロンに信号を渡します。
- 投射ニューロン
- においの信号を、触角葉から脳の奥のキノコ体まで運ぶ神経細胞です。
- キノコ体
- 昆虫の脳にある、キノコのような形の部分です。ここでにおいが仕分けられ、においの記憶がたくわえられます。
- ケニヨン細胞
- キノコ体にある小さな神経細胞です。においごとにちがう少数の細胞がオンになるので、においにはそれぞれのパターンができます。
- 出力ニューロン
- ケニヨン細胞のパターンを読みとり、脳のほかの部分へ伝える神経細胞です。科学者はMBON（キノコ体出力ニューロン）と呼びます。
レッスン2 · ハエが自分の向きを知るしくみ
- 旋回ニューロン
- ハエが向きを変えると発火し、バンプをコンパスにそって動かす神経細胞です。科学者はP-EN2ニューロンと呼びます。
- コンパスニューロン
- 輪の形にならんだ神経細胞で、ハエがどちらを向いているかを追いつづけます。科学者はE-PGニューロンと呼びます。
- 活動バンプ
- コンパスニューロンのうち、活動している部分のかたまりです。輪のどこにあるかで、ハエがどちらを向いているかがわかります。
- リングニューロン
- 目印など、ハエが見ているものをコンパスに伝える神経細胞です。コンパスニューロンをしずめることで、バンプをその場にとどめます。
- 目印
- 太陽や木のように、ハエから見えて、動かないものです。ハエはこれを使って、方向感覚を安定させます。
- 前大脳橋
- ハエの脳にある棒のような形の部分です。コンパスニューロンも旋回ニューロンも、ここを通っています。
レッスン3 · 30ミリ秒の脱出
- 接近検出ニューロン
- ハエの目の奥にある神経細胞です。近づくハエたたきのように、視界の中で何かが急に大きくなると発火します。科学者はLC4、LPLC2と呼びます。
- 巨大線維
- 脳から神経索までのびる、とても太い神経細胞です。ハエのいちばん速い脱出の信号を運びます。ハエには左右に1本ずつ、2本あります。
- 神経索
- ハエにとっての脊髄です。胸にある神経細胞の束で、脚と羽を動かします。
- ジャンプニューロン
- まん中の脚のジャンプ用の筋肉を縮ませる運動ニューロンです。これでハエは空中へ飛び上がります。
- 反射弓
- 反射がたどる道すじです。感覚ニューロンから、1つ以上の中継の細胞を通って、筋肉を動かす運動ニューロンへ伝わります。
- 感覚ニューロン
- 光やにおいなど、外の世界のできごとをとらえて脳に知らせるニューロンです。
- 運動ニューロン
- 筋肉へ指令を運び、筋肉を縮ませるニューロンです。
- 電気シナプス
- 2つのニューロンを直接つなぐ通路で、信号をほとんどおくれなく伝えます。レッスンのもとになっている地図には、化学シナプスだけが記録されています。